CN101487733A

CN101487733A - 电子重量计

Info

Publication number: CN101487733A
Application number: CNA2009100025493A
Authority: CN
Inventors: 大迫直志; 井上和磨
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: US7994440B2; CN101487733B; EP2081002A1; JP5097562B2; EP2081002B1; US20090183928A1; JP2009168690A

Abstract

提供一种可以整体上薄型化的电子重量计。该电子重量计的特征在于，包括在上表面上放置被测物的顶板部件(20)以及从下方支撑顶板部件(20)的测压元件单元(30)，在顶板部件(20)的厚度方向上贯通设置有安装孔(22)，该安装孔(22)在内部安装有在下方具备开口部(42)的杯状部件(40)，并且测压元件单元(30)安装在杯状部件(40)的内部。

Description

电子重量计

技术领域

本发明涉及一种电子重量计，利用测压元件单元来测量放置在顶板部件上表面上的被测物的质量。

背景技术

一般的电子重量计通常利用4组左右的测压元件单元从下方支撑顶板部件。放置在顶板部件上的被测物的自重分散地施加到所述测压元件单元。并且，通过将各测压元件单元上的测量值相加来测量出被测物的质量。

测压元件单元通常的结构是多个应变计(Strain gauge)被粘贴在所谓的应变发生器(Strain generator)的感应部上。作为应变发生器公知有膜片型应变发生器和剪切梁型应变发生器等。这些应变发生器的共同点在于当承受荷重时在感应部产生与所述荷重相应的应变。当应变发生器承受被测物的自重而在感应部生成应变时，由应变计测量该应变量并转换成电信号，由此求出各测压元件单元所承受的被测物的荷重。

关于这种发明，公知有例如专利文件1中记载的测量装置。图6是表示现有测量装置的外观的图。在上述现有的测量装置中，将重量传感器单元(测压元件单元)安装在设置于内部放置台中的贯通孔中，并且利用测压元件单元从下方支撑放置有被测物的外部放置台(顶板部件)。

专利文件1：日本专利特开2001-228013号公报

近年来对电子重量计薄型化的要求日益提高。

将电子重量计薄型化具有在竖直放置或平放的情况下存放性和运输性良好的优点。另外，在将电子重量计薄型化的情况下，更进一步地还具有使得老人和儿童等在测量体重时容易上下电子重量计这一大的优势。

与此相对，在上述专利文献1所示的现有电子重量计中，由至少测压元件单元的高度和顶板部件的板厚之和限制电子重量计整体的高度，因此其薄型化是有限度的。

发明内容

本发明鉴于上述问题而制作，其提供一种能够薄型化的电子重量计。

本发明的一种电子重量计的特征在于，包括：在上表面放置人或物等被测物的顶板部件；以及从下方支撑所述顶板部件的测压元件单元，所述测压元件单元的至少一部分埋入到所述顶板部件中而安装。

这样通过将测压元件单元埋入到顶板部件中而安装，与顶板部件的板厚和测压元件单元的高度的总和相比，能够将电子重量计整体的厚度减薄与测压元件单元的埋入深度相应的量。

另外，在本发明的电子重量计中，也可以在顶板部件中设置用于将所述测压元件单元的至少一部分埋入而安装的安装孔。

另外，在本发明的电子重量计中，安装孔也可以是在厚度方向上贯通所述顶板部件的贯通孔。

另外，在本发明的电子重量计中，也可以进一步将在下方具备开口部的杯状部件安装在所述安装孔的内部，所述测压元件单元安装到所述杯状部件的内部。

另外，在本发明的电子重量计中，也可以使所述杯状部件包括在下方具备开口部的有底的筒状部以及设置在所述开口部周围的凸缘部，所述杯状部件被安装成，所述筒状部埋入到所述安装孔中，所述凸缘部与所述顶板部件的下表面抵接。

另外，在本发明的电子重量计中，也可以由强化玻璃构成顶板部件。

另外，在本发明的电子重量计中，也可以包括分散配置的六组以上的所述测压元件单元，并且所述测压元件单元各自的至少一部分埋入到所述顶板部件中而安装。

此外，本发明的各种构成要素不一定必需分别独立存在，也可以是多个构成要素形成为一个部件、由多个部件形成一个构成要素、某构成要素为其它构成要素的一部分、以及某构成要素的一部分与其它构成要素的一部分重复等情况。

由于在本发明的电子重量计中将测压元件单元的至少一部分埋入到顶板部件中而安装，因此能够使电子重量计的整体高度小于顶板部件的板厚和测压元件单元的高度之和，实现电子重量计的薄型化。

因此，提供了一种存放性和运输性良好的、老人和儿童也容易上下且在测量体重时不会绊倒的电子重量计。

附图说明

图1(a)是本发明第一实施方式的电子重量计的平面示意图。

图1(b)是本发明第一实施方式的电子重量计的正视图。

图2是沿图1(a)中II-II的剖视图。

图3是电子重量计的分解构成图。

图4是表示实施方式中使用的应变发生器的一个例子的俯视图。

图5(a)是本发明第二实施方式的电子重量计的平面示意图。

图5(b)是本发明第二实施方式的电子重量计的正视图。

图6(a)～图6(c)是表示现有测量装置的外观的图。

具体实施方式

下面参照图1至图4来说明本发明的第一实施方式。

首先说明本实施方式的电子重量计10的概要。

电子重量计10包括在上表面上放置被测物(未图示)的顶板部件20和从下方支撑顶板部件20的测压元件单元30，测压元件单元30的至少一部分埋入到顶板部件20中而安装。

接着，详细说明本实施方式的电子重量计10。

图1(a)是电子重量计10的平面示意图，图1(b)是电子重量计10的正视图。但在图1(a)中切去了盖板50的一部分而露出安装孔22，并且仅示出在图中左上部分设置的测压元件单元30a中的应变发生器32，而且还省略了杯状部件40的图示。

图2是沿图1(a)中II-II的剖视图。图3是电子重量计10的分解构成图。图4是表示本实施方式中使用的应变发生器32的一个例子的俯视图。

顶板部件20的平面形状为大致矩形，在四个角附近分别设置有安装孔22。在本实施方式的情况下，如图3所示，安装孔22是在板厚方向上贯通顶板部件20的贯通孔。并且，将四组测压元件单元30的一部分即上部分别埋入到安装孔22中而安装。

顶板部件20的材料没有特别的限定，由玻璃材料、金属材料、树脂材料或者将这些材料组合在一起的多层板构成顶板部件20。尽管从薄型化的观点来看优选使顶板部件20的板厚尽可能薄，但为了抑制在放置有被测物的情况下测压元件单元30周围变形，顶板部件20优选具有高的弯曲刚性(Bending stiffness)。因此，顶板部件20的材料优选使用比弹性模量高的强化玻璃，或者使用由聚氨酯树脂或金属蜂窝材料制成的芯部件被金属材料面板夹住的多层板等。

安装孔22的平面形状是圆形或大致圆形。由此，防止在顶板部件20上放置有被测物的情况下应力集中，并具有良好的加工性。安装孔22具有能将测压元件单元30装入的形状和尺寸。在利用强化玻璃制成顶板部件20的情况下，可以通过研磨加工来获得贯通孔即安装孔22。另外，在利用金属板或多层板制成顶板部件20的情况下，可以通过冲孔加工或冲压加工来获得安装孔22。

此外，在本发明中还可以将安装孔22作成盲孔，在这种情况下从顶板部件20的下表面一侧形成预定深度的安装孔22。

在顶板部件20的安装孔22中分别安装有杯状部件40。并且，将测压元件单元30(30a、30b、30c、30d)相对于杯状部件40而安装。

杯状部件40包括在下方具有开口部42的有底的筒状部41和在开口部42周围设置的凸缘部44。并且，可以从下方向筒状部41的内部安装测压元件单元30。因此，筒状部41的外径与安装孔22的内径相对应，并且筒状部41(开口部42)的内径大于测压元件单元30的外径。

按如下方式将杯状部件40安装到顶板部件20：将筒状部41埋入到安装孔22中，使凸缘部44与顶板部件20的下表面抵接。

杯状部件40的材料没有特别的限定，作为例子可以使用冷轧钢板(SPCC)或镀锌钢板(SECC)等铁类的板材料。杯状部件40的制法也没有特别的限定，可以通过冲压加工所述板材料来获得。板材料的厚度可以取0.5～2mm左右。

测压元件单元30由例如基座34、应变发生器32、按压部件36及传感器盖38组成。

在本实施方式中使用的应变发生器32由螺旋状金属材料形成。并且，在位于螺旋状应变发生器32的前端侧的中间处形成按压点321，在基端侧形成固定部323。另外，在按压点321和固定部323之间的直线部分设置有感应部322。为了说明，在图4中在固定部323上加有斜线并用双点划线来示出感应部322的边界。应变发生器32容纳在基座34中，并且将固定部323固定在基座34上。然后，从感应部322到按压点321的区域不与基座34相接触地悬浮。因此，利用按压部件36向上按压按压点321，由此在感应部322上产生应变。

将应变计324粘贴在感应部322的上表面和下表面的至少一侧上(在图1中省略了图示)。作为应变计324可以使用半桥(Half bridge)或全桥(Full bridge)。在本实施方式的情况下，如图3、图4所示，在感应部322的上表面一侧粘贴有半桥应变计324。

此外，本发明中所使用的应变发生器32不限于上述说明。另外，如图4所示，尽管在本实施方式的情况下在按压点321和感应部322之间设置有阶梯325，但也可以在按压点321和感应部322之间不设置阶梯。

按压部件36是例如图中所示的圆盘状的板部件，仅在按压点321处与应变发生器32相接触。

传感器盖38与顶板部件20相比向下方突出，在将电子重量计10放置于地面等设置面(未图示)上时用作为支脚。传感器盖38上设置有向下方突出形成的脚部382和环绕脚部382的凸缘部384。传感器盖38由树脂材料构成，凸缘部384比脚部382薄。另外，在脚部382的上部形成有用于安装按压部件36的凹槽。

基座34是用于将测压元件单元30安装到杯状部件40的底座部件，保持应变发生器32的固定部323。

另外如图2所示，将位于测压元件单元30的上部的基座34和应变发生器32中除去按压点321附近之外的部分被埋入到安装孔22的内部。并且与顶板部件20相比，应变发生器32的按压点321、按压部件36和传感器盖38向下表面一侧突出。

除此之外，电子重量计10还包括将顶板部件20、杯状部件40及传感器盖38一体地保持的底座60和安装在底座60中并覆盖顶板部件20上表面的盖板50。

通过对金属材料进行冲压加工或弯曲加工来形成底座60。在底座60的上表面上分别与测压元件单元30a～30d对应地设置有安装杯状部件40的凸缘部44的凹槽62和安装传感器盖38的脚部382的通孔64。

底座60的厚度小于传感器盖38的脚部382从凸缘部384向下方突出的突出量。由此，在使凸缘部384与底座60的上表面相抵接而将凸缘部384夹在底座60和应变发生器32之间的状态下，脚部382从底座60的下表面突出而与地面接触。

盖板50由氯乙烯等树脂板材料、不锈钢材料、铁板等构成，可以将厚度取为0.1～0.5mm左右。

当被测物放置在顶板部件20上，由传感器盖38及按压部件36从地面接受被测物自重的反作用力时，凸缘部384向上方变形，由按压部件36向上按压按压点321。另一方面，经由基座34及杯状部件40将应变发生器32的固定部323牢固地固定在顶板部件20上。因此，基端侧(固定部323一侧)被固定而前端侧(按压点321一侧)被向上按压的感应部322上，产生张力和压力作用而发生应变。可以将构成应变计324的电阻器分别配置在感应部322上产生张力作用的区域和产生压力作用的区域上。

利用容纳在电路盒80中的电路部(未图示)将来自感应到上述应变的应变计的电信号换算成表示质量的数据。通过将测压元件单元30的数量(在本实施方式中为4组)的上述数据相加来计算出被测物的质量。在显示部70上以数字形式显示出所计算出的质量。

电路盒80安装在顶板部件20上。安装的形式没有特别的限定，例如，可以在顶板部件20的局部形成切口部或通孔并将电路盒80安装在其中。另外，还可以将电路盒80安装在顶板部件20的下表面上或在下表面上形成的凹槽内。无论在哪种情况下电路盒80从顶板部件20的下表面突出的高度小于传感器盖38(38a、38b、38c、38d)的突出高度，由此电路盒80不与地面抵接。

在本实施方式的情况下，如图1所示，在测压元件单元30a和30b之间设置有切口部，将电路盒80安装在其中，并且显示部70配置在电路盒80的上表面一侧。

此外，显示部70除了固定地安装在电路盒80或顶板部件20等上之外，还可以与电路盒80或顶板部件20分离而设置成所谓的分离型(Separate type)。即，也可以按经由红外线及或电波等无线或缆线等有线来通信的方式连接显示部70和电路盒80，在挂在墙上或手持状态下的显示部70上显示出由电路部计算出的被测物的质量。

接着说明上述本实施方式的电子重量计10的作用效果。

如图2所示，本实施方式的电子重量计10在顶板部件20上设置有贯通该顶板部件20的安装孔22，可以将测压元件单元30埋入在该安装孔22的内部而安装。因此，与在测压元件单元的上部配置顶板部件的现有技术相比，可以与测压元件单元30的埋入深度的相应地使电子重量计10薄型化。

在本实施方式的情况下，安装孔22是在厚度方向上贯通顶板部件20的贯通孔。并且，将杯状部件40安装在安装孔22中，经由该杯状部件40将测压元件单元30安装在安装孔22中，其中杯状部件40具有在下方具备开口部42的有底的筒状部41和设置在开口部42周围的凸缘部44。具体地，通过从下方将筒状部41嵌入到安装孔22中并使凸缘部44与顶板部件20的下表面相抵接来将杯状部件40安装到顶板部件20中。

如上所述，本实施方式的电子重量计10不使顶板部件20的整体由薄板构成，顶板部件20本身具有预定的足够的厚度，利用杯状部件40的凸缘部44的支撑面使测压元件单元30和顶板部件20相连接。由此，即使在被测物的自重经由顶板部件20来施加到测压元件单元30(基座34)的情况下，顶板部件20也不会由于其上承受了局部集中的荷重而损坏。这是因为，与测压元件单元30的基座34相比，杯状部件40的凸缘部44具有大的直径，所以与顶板部件20的接触面积增大，测压元件单元30所承受的荷重分散地传递到顶板部件20。

此外，放置在顶板部件20上的被测物通常在包括测压元件单元30和杯状部件40的直径在内的区域更大的区域施加自重。因此，若将顶板部件20本身薄型化，则顶板部件20在测压元件单元30的附近处会产生大的变形。并且，当在顶板部件20上产生了允许量以上的变形时，被测物的自重倾斜地施加到测压元件单元30的应变计32，从而产生测量误差，除此之外在最坏的情况下将会使顶板部件20塑性变形。

由此，在本实施方式中，顶板部件20本身具有预定的足够厚度而保持高的弯曲刚性，并且仅在测压元件单元30的设置区域将顶板部件20薄型化，从而避免了上述问题，其中测压元件单元30的设置区域是被测物的自重垂直地施加到地面的区域。

随着被测物的放置，杯状部件40上承受从测压元件单元30向筒状部41的底面向上按压的荷重以及从顶板部件20向凸缘部44向下按压的荷重。如上所述，在杯状部件40上，在横向上彼此分离的位置承受来自上方和下方的荷重，在凸缘部44产生弯曲应力。因此，由于利用高强度的铁类材料等制成杯状部件40，从而尽管凸缘部44的厚度薄，但也可以防止杯状部件40被破坏。

另一方面，在安装孔22为从顶板部件20的下表面钻孔而设的盲孔、并且杯状部件40没有安装在安装孔22中的情况下，恐怕会随着被测物的放置而破坏顶板部件20。这是因为安装孔22的底面与其周围相比顶板部件20变薄，而且被测物的自重集中施加在比该顶板部件20薄的部分更小的“足迹(Footprint)”即测压元件单元30(基座34)上。

为了避免这种顶板部件20破坏的情况，在杯状部件40被安装到安装孔22中的情况下，与安装孔22底面的厚度相应地阻碍电子重量计10整体的薄型化。

另外，如本实施方式那样从比弹性模量高的角度出发，在将强化玻璃用作顶板部件20的情况下，难以均匀且高精度地实现盲孔的深度。在将安装孔22为盲孔的情况下，当其底面不平坦且不与顶板部件20平行时，测压元件单元30相对于顶板部件20倾斜地安装。当测压元件单元30相对于顶板部件20倾斜地安装时，恐怕无法利用应变计正确地测量由被测物的自重引起的应变发生器32的应变。

相对于此，在本实施方式中将安装孔22做成贯通孔，另外由平坦的金属板材料构成杯状部件40。由此，以直立状态将测压元件单元30安装在顶板部件20中，容易水平支撑顶板部件20。

另外，如本实施方式那样通过将杯状部件40安装到安装孔22中，在电子重量计10上安装测压元件单元30的操作变得容易。与在顶板部件20上分别安装测压元件单元30的现有技术相比，本实施方式没有必要如此安装。在本实施方式的情况下，预先将测压元件单元30安装到杯状部件40中，并只需将该杯状部件40从安装孔22的下表面嵌入即可将测压元件单元30安装到顶板部件20中。

由此，即使在测压元件单元30产生故障时，也是按每个杯状部件40分别更换该测压元件单元30，容易在顶板部件20上进行拆装作业。

另外，由于是经由杯状部件40将测压元件单元30安装到顶板部件20中，因此即使在使用尺寸和界面(Interface)位置不同的测压元件单元30来制成电子重量计10的情况下，顶板部件20也可以作为共同部件。即，在例如从量程不同的多种类型的测压元件单元30中选择出合适的测压元件并将其安装到安装孔22的情况下，在杯状部件40上设置好适合于该测压元件单元30的界面即可。并且，通过使杯状部件40和顶板部件20的安装方式通用化，可以将顶板部件20及安装孔22通用化。

另外，如本实施方式那样通过将测压元件30埋入到安装孔22的内部而安装，与现有的电子重量计相比，从承受被测物自重的顶板部件20的上表面起到应变发生器32为止的高度方向上的距离更近。

由此，即使由于放置被测物而在顶板部件20上产生微小的变形从而在传感器盖38的脚部382上承受倾斜方向的荷重，由于在本实施方式的情况下减小了作用于应变发生器32的荷重力矩，因此可以抑制感应部322中的测量误差。

另外，本实施方式的应变发生器32承受测量荷重的区域不是面而是点(按压点321)。按压点321从感应部322及安装部323向下方突出而突起成半球状。并且，在放置被测物时由按压部件36向上按压按压点321。根据上述结构，在放置被测物时使按压点321和按压部件36切实地抵接，并在感应部322上切实地产生应变。另外，本实施方式的应变发生器32是螺旋状，在俯视图中按压部件36不与感应部322重合(参照图3的分解构成图)。因此，在由按压部件36按压按压点321的情况下，不会因该按压量而使按压部件36与感应部322发生干扰。由此，根据本实施方式的应变发生器32，可以充分确保按压点321的行程，能够向粘贴在感应部322上的应变计324提供足够的变形量。另外，由于应变发生器32是螺旋状且整体上构成为薄型，因此可以进一步实现本发明电子重量计10的薄型化。

此外，本实施方式只要能够实现上述本发明的目的，则允许进行各种变形。

例如，在电子重量计10上设置体脂计及身体成分分析仪功能的情况下，可以在顶板部件20的上表面上设置用于使被测物即人体中流过微弱电流的电极。此时，也可以将杯状部件40作为这样的电极来使用。通过使杯状部件40兼有电极的功能和用于安装测压元件单元30的托架的功能，实现部件数量的减少和电子重量计10的薄型化。此外，在这种情况下，为了使杯状部件40的上表面露出，可以不使用盖板50，或者在盖板50中与杯状部件40相对应的区域上设置孔。

在本实施方式中，测压元件单元30中的除按压点321之外的应变发生器32和基座34埋入到顶部部件20的安装孔22内部，但并不限于这种方式。例如，可以仅将基座34安装在安装孔22内部，并且应变发生器32与顶板部件20相比向下表面一侧突出。相反，还可以除传感器盖38的脚部382以外将测压元件单元30的整体埋入到安装孔22的内部。

另外，在本实施方式的电子重量计10中，测压元件单元30分别安装到设置在顶板部件20四个角上的安装孔22中，但只要测压元件单元30的数量是三组以上则不限于上述方案。

图5是本发明第二实施方式的电子重量计10的示意图。图5(a)是俯视图，图5(b)是正视图。

本实施方式的电子重量计10除了顶板部件20的四个角之外，还在前后方向(图5(a)的上下方向)中间部的四个位置安装有测压元件单元30(30e～30h)。从而，由于各测压元件单元30(30a～30h)所承受的荷重减小到第一实施方式时的约一半，因此即使将顶板部件20和杯状部件40更加薄型化也可以抑制顶板部件20和杯状部件40破坏。

此外，在被测物是人体的情况下，测压元件单元30a、30d、30e、30f被配置在左脚的脚形状区域内，测压元件单元30b、30c、30g、30h被配置在右脚的脚形状区域内。

如上述本实施方式的电子重量计10，通过使用分散配置的六组以上的测压元件单元30，与上述第一实施方式中的电子重量计10相比，可以将被测物的质量进一步分散后施加到测压元件单元30。另外，通过将六组以上测压元件单元30各自的至少一部分埋入到顶板部件20中而安装，能够将应变发生器32进一步小型化，并使顶板部件20更加薄型化，因此可以实现电子重量计10进一步薄型化。

Claims

1.一种电子重量计，其特征在于，

包括：在上表面放置被测物的顶板部件；以及从下方支撑所述顶板部件的测压元件单元，

所述测压元件单元的至少一部分埋入到所述顶板部件中而安装。

2.根据权利要求1所述的电子重量计，其特征在于，

在所述顶板部件中设置有用于将所述测压元件单元的至少一部分埋入的安装孔。

3.根据权利要求2所述的电子重量计，其特征在于，

所述安装孔是在厚度方向上贯通所述顶板部件的贯通孔。

4.根据权利要求2或3所述的电子重量计，其特征在于，

进一步将在下方具备开口部的杯状部件安装在所述安装孔的内部，

所述测压元件单元安装在所述杯状部件的内部。

5.根据权利要求4所述的电子重量计，其特征在于，

所述杯状部件包括在下方具备开口部的有底的筒状部以及设置在所述开口部周围的凸缘部，

所述杯状部件被安装成，所述筒状部埋入到所述安装孔中，所述凸缘部与所述顶板部件的下表面抵接。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电子重量计，其特征在于，

所述顶板部件由强化玻璃构成。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的电子重量计，其特征在于，

包括分散配置的六组以上的所述测压元件单元，并且所述测压元件单元各自的至少一部分埋入到所述顶板部件中而安装。